JP2786281B2

JP2786281B2 - 発電所制御装置

Info

Publication number: JP2786281B2
Application number: JP1323737A
Authority: JP
Inventors: 誠逸二川原; 辰雄坂本; 正治高橋
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1989-12-15
Filing date: 1989-12-15
Publication date: 1998-08-13
Anticipated expiration: 2013-08-13
Also published as: JPH03195327A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は複数の発電ユニツトで構成される発電所の制
御装置に係り、特に給電指令所からの給電指令信号を発
電所として一括して得、各発電ユニツトに対する出力要
求を決定する発電所制御装置に関する。

〔従来の技術〕

電力系統はその安定運用のために、給電指令所からの
給電指令に沿つて各発電ユニツトの出力が調整される必
要がある。

特開昭61−157233号は、給電指令所からの給電指令に
沿つて運転される発電ユニツトとして複数の複合サイク
ル発電設備で構成される発電ユニツトの例を示してい
る。ここではガスタービンと、その排ガスの保有する熱
を利用して蒸気を発生させる排熱回収ボイラと、蒸気タ
ービンと、ガスタービンと蒸気タービンにより駆動され
る発電機とより成る複合サイクル発電設備は、その総電
気出力が10万KW程度であることから、複数の複合サイク
ル発電設備を１つの発電ユニツトとして給電指令所から
の給電指令に沿つて運転する。

尚、火力発電所はボイラとタービンと発電機とより成
る汽力発電設備（以下これも発電ユニツトという）を通
常複数有しているが、給電指令所からの給電指令信号は
発電ユニツトごとに与えられる。ちなみに、発電ユニツ
トとは汽力発電設備の場合には第Ｎ号機，複合サイクル
発電ユニツトの場合には複数組をまとめて第Ｎ号機系列
と通常称されるものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記の公知例においては、個々の発電ユニツトに対し
て給電指令所から給電指令が与えられており、複数の発
電ユニツトを備える発電所という観点からみると統括的
運用のされていないのが実情である。このことをより詳
細に説明すると、第２図は複数の発電ユニツトを備える
典型的な発電所設備を示したものであり、本例では複数
台の発電設備（軸と称す）から成る複合サイクル発電ユ
ニツト（系列と称す）２セツト（１号系列及び２号系
列）と、従来の石炭を燃料とする汽力発電ユニツト３セ
ツト（１号,2号及び３号機）の合計５セツトを発電ユニ
ツトとして備える。なお、発電所とはこれら５セツトの
発電ユニットと開閉所設備，純水処理装置，排水処理装
置，燃料貯蔵設備，揚貯運炭設備，取水設備といつた上
記発電ユニツトに共通の付帯設備を含めた発電設備全体
を指す。

このように、この発電所は例えば５つの発電ユニツト
を有するが、これらの各発電ユニツトは公知例から明ら
かなように給電指令所と第３図のように個々に結合され
て運転されている。つまり、給電指令所１からの給電指
令信号12は、発電所２の各発電ユニツト７ごとに個別に
夫々の制御装置５に印加され、制御装置５により各発電
ユニツト７が制御される。発電ユニツトが汽力発電所7a
の場合、制御装置５は負荷調整装置を含み、ボイラ，タ
ービン，発電機等の出力を給電指令信号12に応じて制御
すべく５と7a間で信号10のやりとりをする。発電ユニツ
トが複合サイクル発電ユニツト7bの場合、制御装置５は
例えば上記特開昭61−157233号のように構成され、給電
指令信号12は系列負荷制御装置51において各軸ごとの軸
負荷制御信号12′に分配される。軸負荷制御装置52では
軸負荷制御信号12′に合致させるべく、信号10により各
軸を構成するガスタービン，排熱回収ボイラ，蒸気ター
ビン，発電機等の出力を調整する。そして、各発電ユニ
ツト７ごとに、このユニツト内のプラント情報を監視
し、かつプラント各部を制御することのできる中央操作
監視盤６が設けられる。第２図の発電所の例では中央操
作監視盤は第３図のように各ユニツトに１盤ずつ合計５
盤設けられる。

このように、従来のシステムにおいては発電ユニツト
７は個々に給電指令所１の指揮下にあり、発電所自体に
は、その発電所内発電ユニツトを統括的に制御・監視す
る機能を持つていない。

このため、給電指令所ではその管理する発電ユニツト
数が膨大のため内部演算処理が複雑となる。また、発電
ユニツト側の事情を考慮せずに給電指令が一方的に与え
られるので、給電指令に応じきれないときは電力系統の
不要な周波数変動を生じる結果となる。

以上のことから本発明においては、簡単な装置で電力
系統の安定度向上に貢献することのできる発電所制御装
置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明では、発電所単位で給電指令所からの給電指令
を受け、発電所負荷調整装置において各発電ユニツトの
分担する負荷を決定する。

〔作用〕

発電所負荷調整装置は発電所に設置されるので、各発
電ユニツトにおける出力余裕等の事情を十分把握したう
えで、給電指令を達成すべく各発電ユニツトへの出力分
担を決定する。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面により説明する。

第１図は給電指令所１と、第２図の発電所２に設けた
発電所負荷調整装置３、および発電ユニツトごとの制御
装置5,5′（各発電ユニツト７の負荷制御を行う負荷制
御装置51,51′、発電ユニツトの自動化装置52,52′、軸
負荷制御装置53′を含む）との関係を示す本発明の全体
構成図である。

本発明では給電指令所１からの給電指令４を、性能，
出力，燃料等の異なる多種の発電ユニツト７で構成され
る発電所２単位の一括指令値として発電所負荷調整装置
３で受ける。そして、各発電ユニツト７の現在の運転状
態を示す運転情報10,10′,11,11′や発電ユニツト７の
特性等の運転情報を管理している負荷制御装置51,51′
や発電ユニツトの自動化装置52,52′からの運転情報8,
8′,9,9′に基づいて発電所２のトータルとしての最適
な各発電ユニツト７の出力分担あるいは運転スケジユー
ルを決定し、各発電ユニツトの負荷制御装置51,51′や
発電ユニツトの自動化装置52,52′にユニツト出力要求
指令8,8′,9,9′を与える。各々の発電ユニツトの負荷
制御装置51,51′や発電ユニツトの自動化装置52,52′
は、要求指令8,8′,9,9′に基づき、各発電ユニツト７
に出力制御指令を与え発電ユニツト７を運転する。

他方、中央操作監視装置６は各発電ユニツトごとに設
けられ、その発電ユニツトの運転状態を示す情報が表示
されて運転員によるプラント監視が行なわれている。ま
た中央操作監視装置６を介して、運転員による操作信
号，許可信号等が制御装置5,5′に与えられプラント運
転される。

第４図は汽力発電プラント7aを場合の第１図における
情報の流れを示したものである。第４図において、給電
指令所１から発電所負荷調整装置３に与えられる給電指
令４としては、発電所単位一括として時々刻々の負荷要
求指令、AFC（Automatic Frequency Control）指令ある
いは無効電力指令であつたり、負荷予告指令，無効電力
予告指令あるいは運転台数予告指令であつたりする。

各汽力発電ユニツト7aは負荷制御装置51あるいは各発
電ユニツトの自動化装置52からは、発電所負荷調整装置
３において給電指令４（発電所の負荷要求指令、AFC指
令，無効電力指令）にもとづき発電所トータルとしての
最適な発電ユニツトの出力分担及び運転スケジユールを
決定するための発電ユニツト運転情報82,92として、各
発電ユニツトの出力調整に影響を与える熱効率特性（第
10図），許容負荷変化率特性（第11図），許容負荷上，
下限値特性（第12図），許容負荷変動率特性（単位時間
当りの負荷変動回数，第13図）、許容負荷急変変動巾特
性（第14図），機器の寿命消費率，発電機の無効電力運
転許容特性（第15図），現在の運転状態（発電出力，無
効電力），運転中／起動あるいは停止操作中／停止中と
いつた発電ユニツトの状態情報などが発電所負荷調整装
置３に与えられる。これらの特性については、その詳細
を後述するが、発電ユニツトごとの個別の特性として予
め準備されており、かつ必要に応じてその都度修正され
ている特性である。

これらの情報に基づき、発電所負荷調整装置３におい
て、各発電ユニツトの許容運転制限内で発電所トータル
として最適な、各発電ユニツトの出力分担及び運転スケ
ジユールを決定し、各発電ユニツトの負荷制御装置51,5
1′あるいは各発電ユニツトの自動化装置52,52′に発電
ユニツト出力分担指令81及び運転スケジユール91を与え
る。

発電所負荷調整装置３から給電指令所１への返信情報
13の内容としては、給電指令４に対し発電所が許容出来
ない場合その許容値である発電所としての実行可能負
荷，実行可能負荷変動巾，実行可能無効電力，実行可能
運転スケジユール，発電ユニツトの運転可動台数などで
ある。

第５図は、複合サイクル発電ユニツトの場合を説明し
た図である。複合サイクル発電ユニツト7bは複数の発電
設備（軸と称す）より構成されるため、各軸と発電所負
荷調整装置３の間に各軸の統括制御として負荷制御装置
51′や自動化装置52′が存在する。負荷制御装置51′や
自動化装置52′では発電所負荷調整装置３により決定さ
れた系列としての出力分担指令81′と運転スケジユール
指令91′を受け、系列として最適な各軸の分担指令10′
ａあるいはスケジユール11′ａを軸制御装置53′へ送
る。一方、発電所としての最適な発電ユニツトの出力分
担や系列としての最適な軸出力分担を決定するための情
報として第４図における発電ユニツトからの情報と同様
のデータ10′b,11′ｂが各軸より与えられる。

第６図は第１図における発電所負荷調整装置３の機能
を表わした図である。発電所一括としての出力要求指令
や出力予告指令などの給電指令値Ａに対して現在の発電
所実状態値あるいはある時間後の予定発電所実状態値Ｂ
との偏差（Ａ−Ｂ）を処理ブロツク31で計算し、その偏
差分（Ａ−Ｂ）が発電所の各発電ユニツトの許容値Ｃ内
でかつ発電所トータルとして最適となるよう停止中や起
動途中の発電ユニツトを除いた配分可能な発電ユニツト
に処理ブロツク32で最適配分し、その各発電ユニツトの
配分値＋Δ₁,＋Δ₂,…，＋Δ_Ｎを各発電ユニツトに指令
値として与える。この場合に、この指令値＋Δ₁,＋Δ₂,
…，＋Δ_Ｎに対して追従出来ない発電ユニツトがあつた
場合には、追従出来ない発電ユニツトを除いて、配分可
能な発電ユニツトに許容値内でかつ最適配分となるよう
再配分し、その再配分値を各発電ユニツトに指令値とし
て与える。偏差分（Ａ−Ｂ）が前記の如く最適配分を行
つたとしても発電所トータルとして吸収できず、発電ユ
ニツトの許容値を越えてしまう場合には、発電所として
実行可能な出力あるいは実行可能な出力予告などの情報
13（第１図，第４図）を給電指令所１へ返信することに
なる、前記発電所トータルとしての各発電ユニツトへの最適
配分の決定方法を第７図〜第９図を用いて説明する。

これに先立ち、給電指令所１から発電所負荷調整装置
３に与えられる給電指令を幾つかに分類してみると、第
16図に示すように数十分以上の長期的オーダーで発電ユ
ニツトが追従することを求めるもの（通常、経済負荷配
分信号ELDと称する）、分オーダーでの発電ユニツトの
追従を求めるもの（通常自動周波数調整信号AFCと称す
る）、前２者が発電ユニツトの有効電力の調整を指令し
たものであるのに対して、発電所の無効電力の調整を指
令するもの（通常自動無効電力調整信号AQCと称し、前
２者では発電機の機械的入力を調整するに対し、発電機
の界磁入力を調整する）とに大別される。尚、予告指令
とは所定時刻に発電ユニツトが到達すべき負荷を指示
（通常、ELD信号の一部に含まれる）するものとか、発
電ユニツトの計画的な起動／停止を指示するもの等があ
る。

給電指令は以上のように分類され夫々性格の異なるも
のであることから、各発電ユニツトに負荷配分する際の
観点、つまり評価項目が相違する。例えばELD信号は、
一度負荷設定されると長期間その負荷で一定運転される
ことを前提としたものであるために、評価項目として発
電所全体としての熱効率をとりあげ、これを最大とする
負荷配分をするのがよい。そしてこれを実現するための
制約条件としては、ELDが負荷増減巾として与えられる
ときには各発電ユニツトの許容負荷変化率，許容負荷上
下限値，許容負荷変動率，機器の寿命消費率を考慮すべ
きであり、その許容値内で評価項目で最良（熱効率最
大）となる配分をすべきである。またELDが負荷予告指
令として与えられるときも同様の制約条件を考慮して配
分する。次にAFC信号は、分オーダーで頻繁に変動する
ものであることから、負荷配分は発電ユニツト自体がこ
の変動に耐え得るか否かといつた観点から行なわれる必
要があり、例えば現状の負荷変動率実績値に対する許容
負荷変動率の余裕を評価項目とし、これを最良とすべく
負荷配分する。この場合の制約条件としては許容負荷変
動巾や機器の寿命消費率を考慮すべきである。AQC信号
のときは、発電機のとり得る無効電力に制限があること
から、現状運転無効電力値と無効電力許容値との差分
（無効電力余裕）を評価項目とし、これに応じて負荷配
分すべきであり、このときには各発電ユニツトの発電機
運転許容特性上の低励磁，過励磁制限を制約条件とす
る。以下具体的な配分手法について説明する。

第７図は給電指令所１から発電所２全体としての負荷
増減の負荷要求指令Ａ′（ELD信号）が来た場合を示
す。この負荷要求指令値Ａ′と発電所実状態値Ｂ′との
偏差分（Ａ′−Ｂ′）は100で比較され、これが正でな
い場合には、101において停止中あるいは起動途中の発
電ユニツトを除いた発電ユニツトの中で、許容負荷変化
率，許容負荷上下限値，許容負荷変動率，機器の寿命消
費率といつた制約条件の許容値内で第７図に示す各発電
ユニツトの熱効率の変化率が一番小さい順（すなわち、
発電ユニツトの出力を減少させた時に熱効率の下がり方
が最も小さい）から優先的に偏差分（Ａ′−Ｂ′）の配
分値を決定していく。偏差分（Ａ′−Ｂ′）が正の場合
には、102において前記と同様に発電ユニツトの制約条
件の許容値内で熱効率の変化率が一番大きい順（すなわ
ち、発電ユニツトの出力を増加させた時に熱効率の上が
り方が最も大きい）から優先的に偏差分（Ａ′−Ｂ′）
の配分値を決定していく。

この決定手法について、より詳細に説明すると、負荷
配分は熱効率最大となるように行なわれるが、熱効率は
第10図に示すように発電ユニツト負荷により異なり汽力
発電の場合は7aに示すように、負荷大なるほど効率が高
い傾向にある。また複合発電では軸台数制御を行なうと
7bのような傾向を示す。尚、熱効率の負荷に対する特性
は第10図のようであるが、各発電ユニツトの効率値は同
じ型式の発電ユニツトであつても一般には相違してい
る。このことは以下の第11図から第15図でも同じであ
り、要するにこれらの特性は５つの発電ユニツト分準備
されている。第10図のみをみると、複合発電ユニツトに
多くの負荷分配をすればよいように思えるが、この複合
発電ユニツトは定格負荷で運転されていることが多いと
考えられ、これ以上の負荷増大はできない場合がありう
る。このため、各発電ユニツトごとにさらに以下の制約
条件も考慮する。制約条件を守れるか否かの検討は、熱
効率の高い発電ユニツトから順に行なわれ、従つて例え
ば熱効率の高い３ユニツトで所定負荷要求を達成できれ
ば残りの２ユニツトについての負荷配分は行なわない。

I.発電ユニツトの負荷変化率特性第11図は発電ユニツトの負荷変化率特性を表わした図
である。不可変化率は発電ユニツト毎にそれぞれの負荷
の大きさによつて違つた変化をする特性を有する。同図
中汽力発電ユニツトの特性7aは低負荷のとき１〜２％／
分、高負荷のとき３〜５％／分程度の負荷変化率で運転
可能であることを示しており、これ以上の負荷変化率で
の運転は好ましくない。特性7bは複合発電ユニツトの負
荷変化率であり、例えば40％負荷以上のときは10数％／
分程度の高変化率とできる反面、それ以下の負荷では負
荷変化率は低く抑えられている。この第11図の特性を用
いて、熱効率の観点から選択された発電ユニツトが給電
指令に速やかに応答できるユニツトが否か判断される。

II.発電ユニツトの許容負荷上下限値汽力発電ユニツトは、そのボイラに空気・水・燃料を
供給するための系統が夫々並列の複数系統で構成され、
その一部が停止しても運転継続できるようにされてい
る。例えば汽力発電ユニツトの石炭供給系統についてみ
ると例えば４台の石炭ミル（以下補機という）があり、
補機１台では０〜35％、２台では70〜０％、３台では90
〜25％、４台では100〜50％負荷の範囲で運転できる。
第12図は石炭ミルの台数と許容負荷上下限値との関係の
みをとりあげて簡略化して示したものがあるが、実際の
汽力発電ユニツトでは、その他の補機として空気供給用
フアン，給水ポンプ，給水加熱器等があり、第12図の特
性は実際にはこれら個々の補機特性の合成特性として表
わされる。複合発電ユニツトの場合は、給水ポンプと給
水加熱器台数で定まる上下限値のほかに、複合発電ユニ
ツトの軸数により第12図の特性が定まる。この特性によ
れば、石炭ミル３台で負荷50％で運転中に、この発電ユ
ニツト負荷を100％負荷しようとすると、４代目の石炭
ミルを起動する必要があり、起動に要する時間を考える
と給電指令に速やかに応答できる限界は90％負荷までと
いうことになる。この第12図の特性を用いて、熱効率の
観点から選択された発電ユニツトが給電指令に速やかに
応答できるユニツトか否か、また否としたらどこまで応
答できるかが判断される。

III.発電ユニツトの許容負荷変動率第13図は発電ユニツトの許容負荷変動率特性を表わし
た図である。各発電ユニツトの出力運転時間積算値に対
し、出力運転での負荷変化回数の積算値の比として求め
れば負荷変動率は常に出力運転での平均値を示すことに
なり、また発電ユニツトの機器耐用年数は負荷変化回数
に大きく依存するも１回の負荷変化をみた時には負荷変
化量の大きさによつて機器寿命損耗度が異なることから
負荷変化回数を負荷変化量の大きさで補正し、補正され
た負荷変化回数をもとにして求めた許容負荷変動率特性
（ａ）に対し、現時点までの運転実績負荷変動率特性を
（ｂ）とした場合、現時点での負荷変動率の許容負荷変
化回数は、（ａ−ｂ）となる。従つて、発電ユニツトへ
の指令に対し現時点での負荷変動率が許容負荷変動率特
性を越え、負荷変化制限領域にある発電ユニツトは正常
運転領域に引き戻すべく、負荷変化をさせず、負荷変化
許容回数に余裕のある他の発電ユニツトに委ねることに
なる。以上の観点から、熱効率上選択された発電ユニツ
トであつても、負荷変化を許容しないことがある。

IV.機器の寿命消費率特に図示しないが、例えば蒸気タービン又はガスター
ビンの高温メタル部分の熱応力に基づいて、これらの機
器の寿命消費率を求め、これを負荷変化の際の制約条件
とする。

本発明においては、経済負荷配分信号ELDを受信する
とき熱効率を最大とすべく負荷を分配するが、この具体
例を第19図を用いて説明する。但し、同図（ａ）（ｂ）
（ｃ）は夫々１〜３号機の熱効率特性を示しており、夫
々の現在負荷をX,Y,Zとしている。

（Ａ′−Ｂ′）＞０の時１号機〜３号機の現在運転出力における熱効率の変化
率を、α，β，γとし、今α＜β＜γであるとする。

中給指令Ａ′と現在の発電所合計出力Ｂ′との偏差Δ
KW（＝Ａ′−Ｂ′）をまず、熱効率の変化率が最も大き
い３号機へ配分する。（ただし、定格出力以上の要求は
しない。定格出力以上の要求があつた場合には、配分出
来なかつた分を次に熱効率の変化率が大きい２号機へ配
分する。以下同様に配分していく。）３号機へΔKWを配分した結果の出力（Ｚ＋ΔKW）にお
ける熱効率の変化率γ′が２号機の熱効率の変化率βよ
りも小さくなる時には３号機への配分値ΔKWの一部ΔK
W′（γとγ′の接線の交点ａに当たる出力との差分）
を２号機へ配分する。この時（Ｙ＋ΔKW′）の熱効率の
変化率β′、また３号機のａ点における出力Ｚ＋（ΔKW
＋ΔKW′）における熱効率の変化率をγ″とする。γ″
＜β′の時は、以下、上記と同様の方法で配分計算をし
決定する。γ″＞β′の時は、２号機のβとβ′の接線
の交点ｂに当たる出力Ｙ＋（ΔKW′−ΔKW″）との差分
ΔKW″を３号機側へ戻し、以下同様に熱効率の変化率を
比較する。以下同様に繰返し計算を行い、例えば調整量
が1MW以下となつたら終了し最終配分値を決定する。

同様のことを以下他号機（１号機）も含めて計算し、
最適配分値を決定する。

（Ａ′−Ｂ′）＜０の時前記（Ａ′−Ｂ′）＞０の時と最適配分値の計算手段
は同じであるが、（Ａ′−Ｂ′）＜０の今回の場合に
は、中給指令Ａ′と現在の発電所合計出力Ｂ′との偏差
分ΔKWは負であり、減少分の配分値を決定することにな
る為、（Ａ′−Ｂ′）＞０の場合と異なり熱効率の変化
率の小さい順に減少分配分値を決定していく。

第７図の、経済負荷配分信号ELDの入力する場合の発
電所負荷調整装置における配分は、以上のようにして決
定されるが、決定された配分値に対して故障等で現状出
力を維持せざれを得ない発電ユニツトが生じた時、この
発電ユニツトを除いた配分可能な発電ユニツトの中で発
電所トータルとして最も熱効率が良くなるよう前記同様
に各発電ユニツトの負荷配分値を再分配する。前記のよ
うな過程を経て、決定された各発電ユニツトへの負荷配
分されたことを103で判断し、この結果、偏差（Ａ′−
Ｂ′）が全て吸収された場合には104において調整不可
分は零、給電指令に追従出来ると判断し、偏差（Ａ′−
Ｂ′）が全て吸収されない場合には、105において発電
所の実行可能な負荷値を給電指令所１へ返信する。次に
給電指令所から出されるELD信号が、負荷予告指令（発
電ユニツトの運転台数指令も含む）であるとき、これに
対して各発電ユニツトの最適な運転スケジユールを決定
する方法も、基本的には前記負荷増減幅の要求指令に対
する各発電ユニツトの負荷分担の決定方法と同様に行
う。

第８図は給電指令所１から発電所全体としてのAFC指
令が来た場合を示す。このAFC指令値の負荷変動幅
（Ａ″）と発電所の該実状態値（Ｂ″）との偏差分
（Ａ″−Ｂ″）に対しては、106において停止中あるい
は起動途中の発電ユニツトを除いた発電ユニツトの中
で、第14図に示す許容負荷急変変動幅や他に機器の寿命
消費率といつた制約条件の許容値内で第13図より得られ
る現状の負荷変動率実績値に対し許容負荷変動率の余裕
が一番大きい発電ユニツトの順から優先的に偏差分
（Ａ″−Ｂ″）の配分値を決定していく。決定された配
分値に対して故障等で現状運転を維持せざるを得ない発
電ユニツトがあつた場合には、この発電ユニツトを除
き、配分可能な発電ユニツトの中での再配分を行う。こ
こで、AFC指令に対して最適負荷配分するための評価項
目は、許容負荷変動率余裕であり、余裕の大きい順から
負荷配分するということは、各発電ユニツトの運転時間
に対する負荷変化回数を管理することである。これは発
電ユニツトに設定された耐用年限のときに寿命がくるよ
うに発電ユニツトの運用しようとの考えに基づく。別の
言い方をすると、どの発電ユニツトも均一に寿命消費さ
せるという運転を行なうものである。尚、第14図は発電
ユニツトの許容負荷急変変動幅特性を表わした図であ
る。許容負荷急変変動幅特性は発電ユニツトの負荷の大
きさにより変化し、その特性は上，下限共に高負荷帯域
では低負荷帯域に比べ大きい特性となる。

前記のような過程を経て決定された各発電ユニツトへ
の配分が行なわれたことを107で確認し、この結果、偏
差（Ａ″−Ｂ″）が全て吸収された場合は108において
調整不可分が零、給電指令に追従出来ると判断し、偏差
（Ａ″−Ｂ″）が全て吸収されない場合には、109にお
いて吸収出来ない分を調整不可分として発電所の実行可
能な負荷変動幅を給電指令所へ返信する。

第９図は給電指令所から発電所全体としての無効電力
指令が来た場合を示す。この無効電力指令値（Ａ）と
発電所の実状態値（Ｂ）との偏差分（Ａ−Ｂ）に
対しては、110において停止中あるいは起動途中の発電
ユニツトを除いた発電ユニツトの中で、第15図に示す各
発電ユニツトの発電機の運転許容特性上の過励磁制限お
よび低励磁制限内の無効電力運転許容範囲といつた制約
条件の許容値内で各発電ユニツトの発電機の現在運転無
効電力値と無効電力許容値との差分で余裕率が決まり、
この余裕率の一番大きい発電ユニツトの順から優先的に
かつ各発電ユニツトの余裕率が等しくなるように偏差分
（Ａ−Ｂ）の配分値を決定していく。この配分は、
各発電ユニツトの発電機の現在運転無効電力値と無効電
力許容値との差分を余裕率として促え、この余裕率の一
番大きい発電ユニツトの順から優先かつ各発電ユニツト
の余裕率が平均するように配分値を決定する。

第15図は発電ユニツトの発電機無効電力運転許容特性
を表わした図である。各発電ユニツトの発電機の無効電
力運転許容特性は発電機の有効電力と無効電力の大きさ
に依存した発電機運転許容特性上に遅れ無効電力に対す
る過励磁制限曲線と進み無効電力に対する低励磁制限曲
線で示される特性内の範囲となる。

この範囲内において、現状運転点の無効電力を
（ｄ）、この時の許容無効電力を（ｃ）とした時に余裕
率は（％）はで表わされる。

前記のような過程を経て決定された各発電ユニツトへ
の配分が完了したことを111で確認し、この結果、偏差
（Ａ−Ｂ）が全て吸収された場合は112で調整不可
分が零、給電指令に追従出来ると判断し、偏差（Ａ−
Ｂ）全て吸収さるない場合には113において発電所の
実行可能な無効電力値を給電指令所へ返信する。

給電指令所から出される無効電力予告指令（発電ユニ
ツトの運転台数指令も含む）に対して各発電ユニツトの
最適運転スケジユールを決定する方法も前記無効電力要
求指令に対する各発電ユニツトへの配分決定法と同様に
行うが、ある期間内の運転スケジユールを決定する為、
各発電ユニツトの制約条件の許容値としては第15図に示
す発電ユニツトの発電機無効電力運転許容特性といつた
特性を用い、無効電力変動に対しても判断できるように
している。

このようにして得られた各発電ユニツトの運転スケジ
ユールにおいて発電所全体として給電指令に対して吸収
できない分を調整不可分として給電指令所へ発電所の実
行可能な運転スケジユール及び運転予定発電ユニツト台
数を返信する。

〔発明の効果〕

上記の発電所負荷調整装置を備える本発明によれば給
電指令所からの給電指令を発電所一括の指令として発電
所負荷調整装置で受け各発電ユニツトの運転情報を基に
各発電ユニツトの出力分担を決定するので、発電所とし
て最適な運転を行なうことができかつ系統運用性を大幅
に向上させることができる。

本発明の効果を第17図と第18図にて説明すると、まず
第17図は従来技術における給電指令と各発電ユニツトの
対応結果を説明した図である。給電指令12は、各発電ユ
ニツト単位に送られ、１号発電ユニツトにおいては給電
指令に対して運転状況からこれを守つて運転することが
出来ている。２号発電ユニツトにおいては給電指令に対
して許容を越えるため給電指令を守れない運転となつて
いる。Ｎ号発電ユニツトにおいては給電指令が許容値に
対して余裕のあるものであるため給電指令を守れる運転
となつている。しかし発電所トータルとしては給電指令
を守れない運転状況となる。

第18図は本発明における給電指令４と各発電ユニツト
の対応結果を説明した図である。給電指令値４は発電所
一括で発電所負荷調整装置３に送られ、各発電ユニツト
の運転情報に基づき、各発電ユニツトの運転状況に合わ
せ最適な分担を決定しているため、１号発電ユニツト,2
号発電ユニツト及びＮ号発電ユニツトのいずれの発電ユ
ニツトにおいても各発電ユニツトの許容値内でしかも発
電所トータルでも給電指令を守つた運転となる。

このように同じ給電指令値に対して発電所全体からみ
ると従来技術ではこれを守れず、本発明によれば守るこ
とができる。この結果、発電所の各発電ユニツト群に最
適でかつ系統運用性向上に大きく貢献できるものであ
る。

また、従来の中給運用は発電ユニツトと１対１の対応
であり、出力指令を一方的に（発電ユニツト側の事情，
状況は知らない。）発電ユニツトに与え、発電ユニツト
側でこれに応えられなければ過不足分を他の発電ユニツ
トに賄わせ最適な系統運用となるように、調整してい
た。

本発明による中給運用は、発電所と１対１の対応とな
り発電所との信号のやりとり（出力指令や出力値等）が
従来に比べ少なくて済み、又、発電所の各発電ユニツト
の出力配分は、発電所で自由に決定できる為中給指令に
対して、各発電ユニツト間の出力配分を調整することに
より、従来に比べ中給指令を満足できる運用が出来る。
又、中給も管理すべきデータが発電所単位となる為、少
なくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の制御系統の一実施例図、第２図は典型
的な発電所構成を示す図、第３図は従来の給電指令所と
発電所内制御装置との関係を示す制御系統図、第４図は
汽力発電ユニツトの場合の各部装置間で授受される信号
の説明図、第５図は複合発電ユニツトの場合の各部装置
間で授受される信号の説明図、第６図は発電所負荷調整
装置３における給電指令配分を説明するための図、第７
図，第８図，第９図は給電指令が夫々ELD信号,AFC信号,
AQC信号であるときの給電指令配分を説明するための
図、第10図から第15図は夫々発電ユニツトの熱効率特
性，負荷変化率特性，許容負荷上下限値特性，負荷変化
積算回数特性，許容負荷急変変動幅特性，無効電力特性
を示す図，第16図は給電指令の種別とそのときの評価項
目並びに制約条件との関係を示す図、第17図は従来方式
において給電指令を遵守できぬ発電ユニツトが生じるこ
とを説明する図、第18図は発電所一括で給電指令を受け
ることによりトータルとして給電指令を遵守できること
を説明する図、第19図は給電指令配分の具体手法を説明
する図である。１……給電指令所、２……発電所、３……発電所負荷調
整装置、４……給電指令、５……制御装置、７……発電
ユニツト、8,9……発電ユニツト出力配分指令並びに運
転情報、10,11……運転情報、13……返信情報。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭55−117435（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−207826（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−277428（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−285029（ＪＰ，Ａ) 実開昭58−97943（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H02J 3/38 H02J 3/46

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の発電ユニツトと、該発電ユニツトご
とに設けられた制御装置と、発電ユニツトごとに設けら
れ、当該発電ユニツトの運転状態を表示し、前記制御装
置を介して当該発電ユニツトへ操作信号を与える中央操
作監視装置を備え、給電指令所からの給電指令に従つて
発電ユニツトが運転される発電所において、給電指令所から発電所として達成すべき給電指令をうけ
とり、各発電ユニツトが達成可能な負荷を演算して、各
発電ユニツトに配分する発電所負荷調整装置を設けたこ
とを特徴とする発電所制御装置。
【請求項２】複数の発電ユニツトと、該発電ユニツトご
とに設けられた制御装置と、発電ユニツトごとに設けら
れ、当該発電ユニツトの運転状態を表示し、前記制御装
置を介して当該発電ユニツトへ操作信号を与える中央操
作監視装置を備え、給電指令所からの給電指令に従つて
発電ユニツトが運転される発電所において、給電指令所から発電所として達成すべき給電指令をうけ
とり、給電指令の種別に応じた評価項目を最適化すべく
各発電ユニツトの負荷を演算して、各発電ユニツトに配
分する発電所負荷調整装置を設けたことを特徴とする発
電所制御装置。
【請求項３】複数の発電ユニツトと、該発電ユニツトご
とに設けられた制御装置と、発電ユニツトごとに設けら
れ、当該発電ユニツトの運転状態を表示し、前記制御装
置を介して当該発電ユニツトへ操作信号を与える中央操
作監視装置を備え、給電指令所からの給電指令に従つて
発電ユニツトが運転される発電所において、給電指令所から発電所として達成すべき給電指令として
経済負荷配分信号をうけとり、熱効率を最大とすべく各
発電ユニツトの負荷を演算して、各発電ユニツトに配分
する発電所負荷調整装置を設けたことを特徴とする発電
所制御装置。
【請求項４】複数の発電ユニツトと、該発電ユニツトご
とに設けられた制御装置と、発電ユニツトごとに設けら
れ、当該発電ユニツトの運転状態を表示し、前記制御装
置を介して当該発電ユニツトへ操作信号を与える中央操
作監視装置を備え、給電指令所からの給電指令に従つて
発電ユニツトが運転される発電所において、給電指令所から発電所として達成すべき給電指令として
自動周波数調整信号をうけとり、各発電ユニツトの許容
負荷変動率余裕を均一化すべく各発電ユニツトの負荷を
演算して、各発電ユニツトに配分する発電所負荷調整装
置を設けたことを特徴とする発電所制御装置。
【請求項５】複数の発電ユニツトと、該発電ユニツトご
とに設けられた制御装置と、発電ユニツトごとに設けら
れ、当該発電ユニツトの運転状態を表示し、前記制御装
置を介して当該発電ユニツトへ操作信号を与える中央操
作監視装置を備え、給電指令所からの給電指令に従つて
発電ユニツトが運転される発電所において、給電指令所から発電所として達成すべき給電指令として
自動無効電力調整信号をうけとり、各発電ユニツトの無
効電力余裕を均一化すべく各発電ユニツトの負荷を演算
して、各発電ユニツトに配分する発電所負荷調整装置を
設けたことを特徴とする発電所制御装置。
【請求項６】複数の発電ユニツトと、該発電ユニツトご
とに設けられた制御装置と、発電ユニツトごとに設けら
れ、当該発電ユニツトの運転状態を表示し、前記制御装
置を介して当該発電ユニツトへ操作信号を与える中央操
作監視装置を備える発電所に対して、発電所として達成
すべき一括の給電指令を与える給電指令所。
【請求項７】複数の発電ユニツトと、該発電ユニツトご
とに設けられた制御装置と、発電ユニツトごとに設けら
れ、当該発電ユニツトの運転状態を表示し、前記制御装
置を介して当該発電ユニツトへ操作信号を与える中央操
作監視装置を備える発電所に対して発電所として達成す
べき一括の給電指令を与え、発電所側において個々の発
電ユニツトの運転状態を考慮して各発電ユニツトに配分
する給電指令システム。
【請求項８】複数の発電ユニツトと、該発電ユニツトご
とに設けられた制御装置と、発電ユニツトごとに設けら
れ、当該発電ユニツトの運転状態を表示し、前記制御装
置を介して当該発電ユニツトへ操作信号を与える中央操
作監視装置を備える発電所に対して給電指令所から発電
所として達成すべき一括の給電指令を与え、発電所内に
設けられた発電所負荷調整装置は前記一括の給電指令を
個々の発電ユニツトの運転状態を考慮して各発電ユニツ
トに配分するとともに、発電所として一括の給電指令を
達成できないときはこの旨を給電指令所に連絡する給電
システム。